Переработка аккумуляторов

Обзор

Переработка аккумуляторов управляет пожаробезпасностью и возвращает металлы, соли или активные материалы в цепочки поставок. Литий-ионные пакеты содержат различные форматов ячеек, катодных химик химии и электролитах. Поэтому маршрут утилизации должен идентифицировать, разряжать и демонтировать продукты до извлечения материалов на уровнях чистоты для новых батарей или других контролируемых применений.

Технические основы

Литий-ионные клетки объединяют алюминиевые и медноточные коллекторы, графиты . электролитов с катодами лития (фосфат железа или окисл никеля марганца - кобальта). Безопасная предварительная обработка контролирует состояние заряда, термический сбой поврежденных клеток и летучий электролит. Механическое разделение производит металлические фольги, пластмассы и черную массу. Гидрометаллургические водоросли используют кислотное или щелочное выщелачивание с последующей экстракцией растворителя, ионным обменом либо осадками. Пирометаллургия переносит смешанные корма, но может отправить литий и алюминий в шлак. Прямая реликтовость направлена на восстановление катодной стехиометрии без разрушения морфологии частиц.

Как это работает

Механическая обработка разделяет корпуса, фольги и тонкую черную массу. Пирометаллургия использует высокую температуру для концентрации выбранных металлов, гидрометаллургические выщелачивания и выборочно осаждает элементы; а также прямые попытки утилизации с целью сохранения или восстановления структуры катодного кристалла. Проектирование процесса включает в себя электролитный контроль, восстановление воды и реагентов . остаточная обработка а также аналитическая проверка состава продукта

Методы измерения и исследования

Оценка процесса количественно определяет восстановление и чистоту для каждого элемента, энергии . воды; потребление реагентов или опасных остатков Рентгеновская дифракция, электронная микроскопия и электрохимический циклический тест на соответствие непосредственно восстановленного катода функциональным спецификации. Выборка кормов имеет значение, потому что упаковки содержат клеи и охлаждающие компоненты за пределами клеток. Пожарная логистика, автоматизированные разборки и цепочка хранения записей предотвращают не отслеживаемый экспорт или удаление. Оценка жизненного цикла определяет сценарий смещения первичного материала и распределяет воздействия между восстановленными побочными продуктами; в противном случае восстановление высокой массы может оказаться полезным даже тогда, когда преобладают энергоемкие шаги.

Ключевые идеи

• Сбор, транспортировка и безопасный сброс являются частью эффективности переработки отходов.
• Массовое восстановление может скрывать потерю экономической ценности или перемещение экологического бремени между этапами процесса.
• Дизайн для разборки и маркировки химических веществ может улучшить как безопасность работников, так также чистоту продукта.

Современные исследовательские границы

В новых работах используются роботизированная идентификация упаковки, низкотемпературное расслоение . электрохимическое разделение селективного выщелачивания со вторсырьем растворителей Натрий-ионные и твердотельные батареи будут дополнительно диверсифицировать питание. Такие инструменты политики, как ответственность производителей и правила использования переработанного контента могут улучшить сбор информации о химических веществах или их химическое использование. Открытые проблемы включают экономичную переработку литий-железофосфатов, сохранение значения графита и электролита а также разработку упаковок для обратимых крепежных элементов. Циркулярность также требует более длительного срока службы продукта, ремонта и второго использования в случае безопасности; переработка является конечной петлей материала.

Почему это важно

Восстановление замкнутого цикла может снизить спрос на первичную добычу, стабилизировать предложение стратегических материалов и уменьшить некоторые последствия жизненного цикл. Прямые процессы могут сохранять более выраженную производственно-сбытовой ценность, когда исходное сырье достаточно однородно.

Пределы и открытыые вопросы

Смешанные и поврежденные пакеты усложняют автоматизацию, в то время как изменение химического состава катода изменяет доход. Для восстановления может потребоваться значительная энергия и химические вещества, а переработанная продукция должна соответствовать строгим ограничениям примесей. Жизненный цикл зависит от скорости сбора, источника электроэнергии и перемещения фактического производства.